自上世紀80年代以來(lái)，我國城鎮化快速發(fā)展，在推動(dòng)社會(huì )經(jīng)濟發(fā)展的同時(shí)，也給自然環(huán)境帶來(lái)了巨大壓力。城市發(fā)展與生態(tài)環(huán)境之間的矛盾逐漸凸顯，且日益尖銳，尤其是城市水資源短缺、水環(huán)境污染、水生態(tài)損害、水安全威脅等一系列水問(wèn)題直接影響到城鎮化建設質(zhì)量、居民美好生活品質(zhì)和社會(huì )經(jīng)濟可持續發(fā)展。

為貫徹習近平總書(shū)記在中央城鎮工作會(huì )議上提出的“建設自然積存、自然滲透、自然凈化的海綿城市”會(huì )議精神，2015年10月，國務(wù)院辦公廳《關(guān)于推進(jìn)海綿城市建設的指導意見(jiàn)》首次提出了明確的工作目標：通過(guò)海綿城市建設，綜合采取“滲、滯、蓄、凈、用、排”等措施，最大限度地減少城市開(kāi)發(fā)建設對生態(tài)環(huán)境的影響，將70%的降雨就地消納和利用。到2020年，城市建成區20%以上的面積達到目標要求；到2030年，城市建成區80%以上的面積達到目標要求。隨著(zhù)第一批16個(gè)城市作為海綿城市建設試點(diǎn)城市遴選落地，年投資達4000億規模的中國海綿城市建設拉開(kāi)序幕。

政策引領(lǐng)開(kāi)啟創(chuàng )新之路

彼時(shí)，海綿城市在我國還是一個(gè)非常新鮮的概念，國內相關(guān)理論研究極為缺乏，相關(guān)標準規范缺失，大多從業(yè)者尚未對此有清晰的認識，在早期的工程實(shí)踐中常照搬國外經(jīng)驗做法，盲目套用傳統設計規范標準參數，很難解決實(shí)際問(wèn)題。

“發(fā)展是第一要務(wù),人才是第一資源，創(chuàng )新是第一動(dòng)力。”致力于“成為國際一流的科技型工程公司”的中機國際，始終不忘以“共筑精品工程，促進(jìn)城市可持續發(fā)展”為企業(yè)使命，積極響應政策號召，于2016年4月迅速成立海綿城市技術(shù)研究中心（以下簡(jiǎn)稱(chēng)：海綿中心），制定發(fā)展規劃，明確定位，聚焦海綿城市建設集成關(guān)鍵技術(shù)、耦合聯(lián)用仿真模擬技術(shù)、黑臭水體整治集成技術(shù)以及智慧水務(wù)綜合管控技術(shù)四大研究方向和科技成果轉化應用，通過(guò)從內部選拔優(yōu)秀專(zhuān)業(yè)技術(shù)人才，加大社會(huì )人才招聘力度以及引進(jìn)海外高層次專(zhuān)家人才，迅速集聚了一支有國務(wù)院津貼專(zhuān)家、海外專(zhuān)家、博士、碩士等組成的技術(shù)研究創(chuàng )新團隊，并聘請國內相關(guān)行業(yè)和高校著(zhù)名教授、技術(shù)和工程管理專(zhuān)家組成技術(shù)顧問(wèn)團隊。同年11月獲批為“海綿城市建設集成技術(shù)湖南省工程研究中心”。作為湖南省首家在海綿城市領(lǐng)域的省級工程研究中心平臺，海綿中心致力于促進(jìn)城市綠色、生態(tài)、環(huán)保、可持續發(fā)展，科技創(chuàng )新之路由此開(kāi)啟。

在中設集團《海綿城市建設集成技術(shù)研究及工程應用示范》重大孵化基金課題和國機集團《流域環(huán)境綜合整治關(guān)鍵技術(shù)與裝備研究及示范》重大科技專(zhuān)項的支持下，中機國際持續加大政策保障和資金投入力度，建設環(huán)保分析實(shí)驗室，購置海綿城市建設和環(huán)境工程相關(guān)的專(zhuān)業(yè)軟件和測試分析硬件，為海綿中心提供了強大的研發(fā)基礎設施保障。海綿中心圍繞人才隊伍培養、技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、成果轉化應用、社會(huì )影響力提升等方面，心無(wú)旁騖搞創(chuàng )新，一心一意謀發(fā)展，通過(guò)六年的不懈努力，打造了一支科研創(chuàng )新能力強、技術(shù)水平過(guò)硬、工程經(jīng)驗豐富、具有較強影響力的工程技術(shù)研究與應用隊伍，建立了專(zhuān)業(yè)化、系統化的海綿城市建設工程研究和技術(shù)應用體系，搭建了基于數值仿真模擬技術(shù)的海綿城市技術(shù)研究和工程應用支持平臺，研發(fā)出一系列具有自主知識產(chǎn)權的專(zhuān)利及專(zhuān)有技術(shù)，并相繼應用到相關(guān)工程項目中，顯著(zhù)提升了中機國際在海綿城市建設、水環(huán)境治理與水生態(tài)修復領(lǐng)域的市場(chǎng)競爭力，孵化出新的業(yè)務(wù)板塊和增長(cháng)點(diǎn)。

數字化建設帶來(lái)理念之變

隨著(zhù)海綿城市建設技術(shù)“LID工具箱”、城市水環(huán)境綜合整治技術(shù)“工藝包”等專(zhuān)利、專(zhuān)有技術(shù)研發(fā)成果及工程示范應用的研發(fā)，海綿中心逐步認識到數值仿真模擬技術(shù)在海綿城市乃至城市排水系統規劃設計中的重要作用。研發(fā)團隊突破傳統規劃設計理念和手段的束縛，通過(guò)開(kāi)展海綿城市仿真技術(shù)應用專(zhuān)題研究，形成了城市涉水基礎設施能力評估技術(shù)應用體系關(guān)鍵技術(shù)、基于河湖水動(dòng)力水質(zhì)模型的水系綜合評估與治理整體解決方案等系統成果，并將成果應用于海綿城市規劃建設項目中。

隨著(zhù)近年來(lái)數字中國建設取得重大進(jìn)展，數字技術(shù)創(chuàng )新和迭代速度明顯加快，極大提高了社會(huì )生產(chǎn)力和資源配置水平，水務(wù)行業(yè)當前一項迫切的任務(wù)是追趕數字水務(wù)、智慧水務(wù)、工業(yè)4.0等重大的技術(shù)進(jìn)步。海綿中心敏銳捕捉到水務(wù)行業(yè)發(fā)展新機遇，智慧海綿的理念也由此萌芽，在前期取得的數值仿真模擬技術(shù)成果及應用的基礎上，迅速布局開(kāi)展智慧型海綿城市建設管控系統研究。

2018年，海綿中心成功申報了長(cháng)沙市雨花區重大專(zhuān)項《智慧型海綿城市建設管控平臺的研究與應用》，依托該課題，系統開(kāi)展了適應于海綿城市建設的長(cháng)沙市氣候氣象本地化參數研究和氣候變化背景下未來(lái)極端降雨特征研究。在研究成果的基礎上，構建了以大數據+云計算+移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)+人工智能+計算機輔助決策為基礎的《智慧型海綿城市建設管控平臺》（2020SR1656907），依托多源數據融合及數據分析技術(shù)，以區域氣象—水文—水動(dòng)力—水質(zhì)模型耦合為支撐，可實(shí)現對海綿城市建設從前期規劃建設到后期運行維護的閉環(huán)精準管理和建設效能評估，對當前與未來(lái)不同時(shí)期城市排水能力、內澇風(fēng)險的評估，以及對城市暴雨和內澇提前預警等功能，為政府項目建設管理、規劃決策和應急響應提供科學(xué)的技術(shù)和數據支持。

良性循環(huán)構建生態(tài)之鏈

科技創(chuàng )新只有主動(dòng)對接國家和地方重大需求，與市場(chǎng)經(jīng)濟互動(dòng)，在實(shí)踐中發(fā)現需求和問(wèn)題，有針對性的開(kāi)展創(chuàng )新研究并解決問(wèn)題，才能迎來(lái)服務(wù)社會(huì )與自身發(fā)展的良性循環(huán)。隨著(zhù)各項研究課題的順利開(kāi)展和研究成果的持續轉化，面對當前水務(wù)行業(yè)數字化建設主要以IT企業(yè)為主導，缺乏對業(yè)務(wù)場(chǎng)景應用的深度理解和把控的現狀，海綿中心從自身條件出發(fā)，發(fā)力智慧水務(wù)技術(shù)研究和工程應用。2019年，海綿中心承接了湖南省首個(gè)流域水環(huán)境智慧水務(wù)建設項目——“湘江新區龍王港流域智慧水務(wù)建設設計”，并于2021年順利落地并通過(guò)驗收。在項目設計和實(shí)施中，海綿中心將自建數學(xué)模型和研究成果嵌入龍王港流域智慧水務(wù)管控平臺中。該平臺以物聯(lián)感知、大數據平臺、虛擬現實(shí)、離線(xiàn)工藝模型仿真等技術(shù)為依托，系統管控龍王港流域水文水質(zhì)、防洪排澇、日常業(yè)務(wù)等信息，實(shí)現龍王港水務(wù)管理“全區域、全時(shí)空、全覆蓋”的信息匯集、綜合監管、統一決策。

在此過(guò)程中，海綿中心發(fā)現了新的技術(shù)需求，決策開(kāi)展智慧型海綿城市建設管控平臺向智慧水務(wù)平臺迭代升級的技術(shù)研究，并聯(lián)合多家合作單位，成功申報了湖南省科技廳重點(diǎn)領(lǐng)域研發(fā)課題《黑臭水體治理關(guān)鍵技術(shù)研究與示范》，其中海綿中心承擔子課題《黑臭水體長(cháng)效治理關(guān)鍵技術(shù)管理體系及綜合管理平臺構建》研究。

隨著(zhù)研究不斷深化，成果不斷產(chǎn)出，功能模塊不斷迭代，智慧水務(wù)平臺的業(yè)務(wù)應用場(chǎng)景也在不斷豐富。目前海綿中心的智慧水務(wù)研發(fā)已經(jīng)從城市級的管控平臺向“天-地-廠(chǎng)-網(wǎng)-河”的流域綜合管控體系拓展，取得了《基于城市降水空間分布特征的市政雨水管網(wǎng)規劃設計系統》  （ZL202210079111.0）、《城市暴雨強度計算方法及系統、設備、存儲介質(zhì)》（ZL202111381892.0）2項發(fā)明專(zhuān)利和《中機國際基于流域水環(huán)境管控目標的智慧規劃決策系統軟件》 （2022SR0407435）等4項軟件著(zhù)作權，構建了用于規劃輔助決策、預警響應、優(yōu)化調度、實(shí)時(shí)控制等的“智慧大腦”，可實(shí)現供排水全域、全流程智慧運營(yíng)及管理。

智慧水務(wù)守護流域之治

在中機國際推動(dòng)全國化布局的進(jìn)程中，海綿中心憑借著(zhù)科研和技術(shù)優(yōu)勢成功中標“云南省異龍湖流域生物多樣性與生態(tài)系統服務(wù)功能研究”項目，推進(jìn)了以“流域之治”守護綠水青山的新實(shí)踐。本項目作為異龍湖保護治理課題的重要內容，主要研究和評估在不同時(shí)期土地利用、覆被變化演變特征及氣候條件變化下，異龍湖流域生態(tài)水文效應及生態(tài)系統服務(wù)價(jià)值的變化影響，研究成果對綜合管控異龍湖流域保護治理、改善生態(tài)系統服務(wù)功能和促進(jìn)城市可持續發(fā)展提供科學(xué)依據。

服務(wù)經(jīng)濟和社會(huì )發(fā)展既是科技創(chuàng )新團隊的使命使然，也是不斷提升海綿中心核心競爭力的重要因素。基于異龍湖流域生物多樣性與生態(tài)系統服務(wù)功能研究成果的重要性，以及課題研究團隊嚴謹的科學(xué)精神和在智慧水務(wù)領(lǐng)域所取得的多項自主知識產(chǎn)權與較強的專(zhuān)業(yè)技術(shù)能力，2021年底，總投資4600余萬(wàn)元的《異龍湖流域智慧監管平臺建設項目》正式啟動(dòng)，海綿中心承擔了其中的“水資源水環(huán)境決策支撐平臺建設”和“水環(huán)境運行管理智慧決策系統”兩個(gè)核心部分的研發(fā)。研發(fā)內容涵蓋了異龍湖流域水循環(huán)孿生仿真體系建設、流域水系運行管理系統、流域輔助決策及績(jì)效評價(jià)體系建設，成果將集成在異龍湖流域智慧監管平臺，形成集異龍湖流域水資源水環(huán)境決策支持、智慧水環(huán)境運行大腦、智慧監管應用和綜合展示交互為一體的“智慧湖泊”云平臺，實(shí)現“精確治理、精細管控、精準施策”的智慧化管理決策。

科技創(chuàng )新解決卡脖子之難

國家“十四五”發(fā)展規劃中重點(diǎn)提及了關(guān)于智慧水務(wù)的流域管控，事涉綠水青山，國家對此高度重視，這更加堅定了中機國際布局智慧水務(wù)市場(chǎng)的決心。海綿中心從成立初期的模型軟件使用者，到提供從研發(fā)到設計、實(shí)施、交付等一系列整體解決方案，再到如今以“數據驅動(dòng)、智慧管控、精準治水”為建設理念，借助云計算、物聯(lián)網(wǎng)、大數據、數字孿生、人工智能等新一代信息化技術(shù)，自主開(kāi)發(fā)算法，構建具有自主知識產(chǎn)權的仿真模型系統，開(kāi)發(fā)出以“天—地—廠(chǎng)（站）—網(wǎng)—河（湖）”一體化智慧水務(wù)綜合管控系統為支撐的《中機國際智慧水務(wù)管控平臺》，有效解決了“卡脖子”的難題。

海綿中心成立六年以來(lái)，先后承擔省、市級重大科技項目12項，主參編國家、地方標準14項，申請專(zhuān)利軟著(zhù)35項，授權發(fā)明專(zhuān)利6項、實(shí)用新型專(zhuān)利15項，登記軟著(zhù)4項，發(fā)表學(xué)術(shù)論文20余篇，獲省部級獎6項。形成了以關(guān)鍵技術(shù)成果與專(zhuān)利產(chǎn)品組成的海綿城市建設技術(shù)產(chǎn)品體系，一是基于數學(xué)模型耦合聯(lián)用的城市涉水基礎設施能力評估關(guān)鍵技術(shù)，科學(xué)評估城市涉水設施應對未來(lái)氣候變化、極端降水事件的彈性，指導城市涉水設施規劃建設、工程技術(shù)措施的制定和優(yōu)化，構建城市水的良性循環(huán)系統整體解決方案；二是由3項發(fā)明專(zhuān)利、7項實(shí)用新型專(zhuān)利技術(shù)和“高效溢流雨水口”、“裝配式雨水花壇”及“生物滯留介質(zhì)”等專(zhuān)利產(chǎn)品組成的海綿城市建設“LID工具箱”，適用于建筑與小區、市政道路、綠地與廣場(chǎng)海綿城市建設項目；三是由4項發(fā)明專(zhuān)利、5項實(shí)用新型專(zhuān)利技術(shù)和產(chǎn)品組成的“初期雨水及合流制溢流污染控制關(guān)鍵技術(shù)”，其技術(shù)核心為發(fā)明專(zhuān)利“分級生物過(guò)濾介質(zhì)及其制備方法、分級生物過(guò)濾/滯留系統”、“微渦流懸浮快濾設備”等專(zhuān)利技術(shù)組成的“預處理+調蓄+懸浮快濾+分級生物過(guò)濾/滯留系統”工藝包，適用于初期雨水、合流制溢流污染的原位生態(tài)化處理，以及微污染水體水質(zhì)凈化項目；四是由2項發(fā)明專(zhuān)利和4項軟件著(zhù)作權組成的《中機國際智慧水務(wù)管控平臺》產(chǎn)品，其核心在于基于模型算法提供科學(xué)、合理的決策支持，適用于海綿城市建設監管、城市內澇預警調度、流域水環(huán)境管控等相關(guān)信息化、智慧化平臺項目。一系列的關(guān)鍵技術(shù)與專(zhuān)利產(chǎn)品在百余個(gè)工程項目中得到成功應用，從2016年成立以來(lái)，海綿中心承接和支持公司承接海綿城市建設及流域綜合治理相關(guān)項目設計及EPC合同合計13.84億元。

“從廣義上來(lái)說(shuō)，海綿系統包含著(zhù)山水林田湖草沙，海綿城市建設是綜合性的城市建設項目和生態(tài)文明建設工程，是一項多學(xué)科、多領(lǐng)域、多部門(mén)交叉的系統工程。我們現在走到了智慧水務(wù)這一步，這是新型信息技術(shù)賦能水務(wù)行業(yè)突破短板、高質(zhì)量發(fā)展的必然路徑。道阻且長(cháng)，我們還有很長(cháng)的路要走。但是我相信，在國家政策利好的新時(shí)代，在上級公司的關(guān)心支持下，海綿中心將一如既往的充分發(fā)揮‘技術(shù)研究創(chuàng )新、業(yè)務(wù)開(kāi)拓支撐和成果轉化應用服務(wù)’三位一體的三重優(yōu)勢疊加效應和挖掘生態(tài)創(chuàng )新循環(huán)價(jià)值鏈潛能，中機國際的智慧水務(wù)業(yè)務(wù)一定會(huì )不斷做大做強。”海綿中心團隊對未來(lái)發(fā)展充滿(mǎn)了信心和期望。